离子液体中皮屑的解晶及微细化工艺研究

发布时间：2017-09-05 23:30

  本文关键词：离子液体中皮屑的解晶及微细化工艺研究

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【摘要】：本课题研究了溴代1-乙基-3-甲基咪唑离子液体(即[Emim]Br离子液体)中皮屑的解晶以及微细化工艺,并进行了木质素／胶原纤维复合材料的制备研究。首先,采用单因素与正交的实验方法,得出皮屑在[Emim]Br离子液体中溶解的最佳工艺条件为：皮屑与[Emim]Br离子液体固液比为1：20,溶解温度为140℃,溶解时间为60 min。皮屑溶解百分率可稳定在26.7%左右。对比溶解前后皮屑的FT-IR图得出,皮屑位于3406cm-1代表胶原分子链间氢键的峰移动到了3426 cm-1处,皮屑的氢键被[Emim]Br离子液体破坏。对比再生前后皮屑的FT-IR图得出,皮屑位于3406cm-1代表胶原分子链间氢键的峰移动到了3413 cm-1处,发生了微弱的蓝移。其次,采用单因素及正交的实验方法,探究出皮屑在[Emim]Br离子液体中的最佳微细化工艺条件为：分散介质取液体石蜡,分散介质与皮屑／[Emim]Br离子液体溶液的质量比8：1,分散剂以OP-40、K12、Dowfax 2A1按7：2：1进行复配,分散剂用量2%0,分散温度为80℃,静置时间为17h时。在最佳条件下进行重复验证试验,得出220 nm滤膜及以下微细化皮屑的平均质量在0.2107 g左右,约占总质量的52.7%。然后,进行了木质素／胶原纤维复合材料的制备研究,研究结果表明,抽滤分离[Emim]Br离子液体,分离离子液体单次用水量20 mL,总用水量为60 mL,静置时间60 h,复合材料成膜效果较好。利用木质素/胶原纤维复合材料制备胶原吸附材料,研究结果表明,制备胶原吸附材料的较佳条件是：NaOH溶液浓度为2.5%、溶解温度为40℃、溶解时间为30 min,木质素与胶原纤维的复配比是1：4。研究了胶原吸附材料对亚甲基蓝溶液、碱液木质素、乙醇木质素的吸附性能。研究结果表明,该材料对亚甲基蓝溶液的脱色率为84.76%,对碱液木质素的吸附率为82.53%,对乙醇木质素的吸附效果较差,仅为23.99%。最后,对每部分实验后的[Emim]Br离子液体进行回收,所用离子液体重复使用三到四次后结构依然不变,且回收率都在98%以上,具有很好的可重复利用性。
【关键词】：离子液体 皮屑 溶解 微细化 复合材料
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O645.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 前言10-20
• 1.1 研究背景10
• 1.2 胶原10-14
• 1.2.1 胶原的结构组成10-11
• 1.2.2 皮革废弃物中胶原的提取11-12
• 1.2.3 胶原的应用12-14
• 1.3 木质素14-15
• 1.3.1 木质素简介14
• 1.3.2 木质素的性质14
• 1.3.3 木质素的应用现状14-15
• 1.4 纳米化15
• 1.5 离子液体15-18
• 1.5.1 离子液体简介15
• 1.5.2 离子液体的优点15-16
• 1.5.3 离子液体发展状况16
• 1.5.4 离子液体在溶解天然大分子方面的研究动态16-18
• 1.6 本论文研究内容及目的意义18-20
• 1.6.1 本论文研究的内容18-19
• 1.6.2 本论文的意义及创新点19-20
• 2 材料与方法20-30
• 2.1 实验原料20
• 2.2 实验仪器20-21
• 2.3 [Emim]Br离子液体中皮屑的溶解研究21-23
• 2.3.1 [Emim]Br离子液体的合成21-22
• 2.3.2 [Emim]Br离子液体中皮屑的溶解过程研究22
• 2.3.3 [Emim]Br离子液体中皮屑溶解工艺条件的确定22-23
• 2.3.4 [Emim]Br离子液体中皮屑溶解机理初步研究23
• 2.4 [Emim]Br离子液体中皮屑的再生初步研究23-24
• 2.4.1 [Emim]Br离子液体中皮屑的再生23
• 2.4.2 [Emim]Br离子液体中皮屑的再生机理初步研究23-24
• 2.5 [Emim]Br离子液体中皮屑的微细化工艺研究24-25
• 2.5.1 [Emim]Br离子液体中皮屑微细化工艺流程图24
• 2.5.2 [Emim]Br离子液体中皮屑微细化的实验方法24-25
• 2.5.3 单因素实验25
• 2.5.4 正交试验25
• 2.5.5 产物的粒度分析25
• 2.5.6 产物的SEM分析25
• 2.6 [Emim]Br离子液体中木质素/胶原纤维复合材料的研究25-28
• 2.6.1 [Emim]Br离子液体中木质素/胶原纤维复合材料制备工艺条件的确定25-27
• 2.6.2 利用木质素/胶原纤维复合材料制备胶原吸附材料的研究27-28
• 2.6.3 胶原吸附材料的吸附性能研究28
• 2.7 [Emim]Br离子液体的回收28-30
• 3 结果与讨论30-60
• 3.1 [Emim]Br离子液体的合成及表征30
• 3.1.1 [Emim]Br离子液体的合成30
• 3.1.2 [Emim]Br离子液体的FT-IR表征30
• 3.2 [Emim]Br离子液体中皮屑的溶解研究30-43
• 3.2.1 [Emim]Br离子液体中皮屑的溶解过程研究30-32
• 3.2.2 [Emim]Br离子液体中皮屑溶解工艺条件的确定32-37
• 3.2.3 [Emim]Br离子液体中皮屑的溶解机理初步研究37-40
• 3.2.4 [Emim]Br离子液体中皮屑的再生机理初步研究40-43
• 3.3 [Emim]Br离子液体中皮屑微细化工艺条件的确定43-51
• 3.3.1 单因素实验43-46
• 3.3.2 正交试验46-48
• 3.3.3 最佳工艺条件下的验证试验48
• 3.3.4 产物的粒度分析48-49
• 3.3.5 产物的SEM分析49
• 3.3.6 [Emim]Br离子液体的回收49-51
• 3.4 [Emim]Br离子液体中木质素/胶原纤维复合材料的研究51-60
• 3.4.1 [Emim]Br离子液体中木质素/胶原纤维复合材料的制备研究51-52
• 3.4.2 利用木质素/胶原纤维复合材料制备胶原吸附材料的研究52-57
• 3.4.3 胶原吸附材料对亚甲基蓝溶液的吸附性能研究57-58
• 3.4.4 胶原吸附材料对木质素的吸附性能研究58
• 3.4.5 [Emim]Br离子液体的回收58-60
• 4 结论60-62
• 5 展望62-63
• 6 参考文献63-69
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况69-70
• 8 致谢70

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本文编号：800861